BR112016000017B1

BR112016000017B1 - METHOD FOR THE REMOVAL OF UREA DUST FROM THE GASEOUS EFFLUENT, FINISHING EQUIPMENT FOR A UREA PLANT AND UREA PLANT

Info

Publication number: BR112016000017B1
Application number: BR112016000017-0A
Authority: BR
Inventors: Petrus Catharina Gerlach SOONS; Wilfried Marc Renaat DIRKX
Original assignee: Stamicarbon B.V.
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2020-02-18
Also published as: PL3016731T3; MX366064B; US20160184758A1; MX2016000137A; EA030594B1; CA2917304A1; EA201690164A1; CA2917304C; AU2014284776B2; AU2014284776A1; HRP20180430T1; US10828593B2; CN105358232A; CN107261710A; EP3016731B1; US10207216B2; CN105358232B; US20190134554A1; WO2015002535A1; EP3016731A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um método para a remoção de poeira de ureia do gás efluente de uma seção de acabamento (1) de uma planta de produção de ureia, o método compreende submeter o gás efluente a arrefecimento brusco com água (06) com a finalidade de produzir gás efluente arrefecido, e submeter o gás efluente arrefecido à depuração com o uso de pelo menos um depurador venturi (11). como um resultado, uma queda de pressão inferior sobre o depurador é obtida, assim como um crescimento mais eficaz de partículas de ureia, facilitando a remoção das mesmas.the present invention relates to a method for removing urea dust from the effluent gas of a finishing section (1) of a urea production plant, the method comprises subjecting the effluent gas to sudden cooling with water (06) in order to produce cooled effluent gas, and subject the cooled effluent gas to purification with the use of at least one venturi scrubber (11). as a result, a lower pressure drop on the scrubber is obtained, as well as a more effective growth of urea particles, facilitating their removal.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA A REMOÇÃO DE POEIRA DE UREIA DO EFLUENTE GASOSO, EQUIPAMENTO DE ACABAMENTO PARA UMA PLANTA DE UREIA E PLANTA DE UREIA .Descriptive Report of the Invention Patent for METHOD FOR THE REMOVAL OF UREA DUST FROM THE GASEOUS EFFLUENT, FINISHING EQUIPMENT FOR A UREA PLANT AND UREA PLANT.

[001] A invenção pertence ao campo de produção de ureia, e se refere à remoção de poeira de ureia do gás efluente associada à produção de partículas sólidas de ureia (acabamento de ureia). Particularmente, a invenção se refere à redução da emissão de poeira de ureia que ocorre a partir de uma seção de acabamento de planta de ureia. A invenção também pertence a uma planta de produção de ureia, e para restaurar uma planta de produção de ureia existente.[001] The invention belongs to the field of urea production, and refers to the removal of urea dust from the effluent gas associated with the production of solid urea particles (urea finish). In particular, the invention relates to the reduction of the urea dust emission that occurs from a urea plant finishing section. The invention also belongs to a urea production plant, and to restore an existing urea production plant.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] A ureia é produzida a partir de amônia e dióxido de carbono.BACKGROUND OF THE INVENTION [002] Urea is produced from ammonia and carbon dioxide.

A produção de ureia atual envolve processos relativamente limpos, particularmente com baixa emissão de poeira de ureia e amônia. Entretanto, além da síntese química de ureia, a produção de ureia em uma escala comercial requer que a ureia seja apresentada em uma forma particulada e sólida adequada. Para essa finalidade, a produção de ureia envolve uma etapa de acabamento em que um fundido de ureia é colocado na forma particulada desejada, envolvendo, de modo geral, qualquer uma dentre perolização, granulação e peletização.Current urea production involves relatively clean processes, particularly with low emission of urea and ammonia dust. However, in addition to the chemical synthesis of urea, the production of urea on a commercial scale requires that urea be presented in a suitable particulate and solid form. For this purpose, the production of urea involves a finishing step in which a melt of urea is placed in the desired particulate form, generally involving any one of pearlization, granulation and pelletizing.

[003] A perolização costumava ser o método mais comum, em que a ureia fundida é distribuída, como gotículas, em uma torre de perolização e através da qual as gotículas solidificam conforme as mesmas caem. Entretanto, é um desejo frequente que o produto final tenha um diâmetro maior e resistência ao esmagamento superior em relação ao produto resultante da técnica de perolização. Essas desvantagens levaram ao desenvolvimento da técnica de granulação de leito fluidizado, em que o fundido de ureia é aspergido sobre os grânulos que crescem em tamanho conforme o processo continua. Antes da[003] Beading used to be the most common method, in which fused urea is distributed, like droplets, in a beading tower and through which the droplets solidify as they fall. However, it is a frequent wish that the final product has a larger diameter and greater crush resistance compared to the product resulting from the beading technique. These disadvantages led to the development of the fluidized bed granulation technique, in which the urea melt is sprinkled on the granules that grow in size as the process continues. Before

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2/27 injeção no granulador, formaldeído é adicionado para evitar a formação de torta e para aumentar a resistência do produto final.2/27 injection into the granulator, formaldehyde is added to prevent pie formation and to increase the strength of the final product.

[004] A fim de remover a energia liberada durante a cristalização, grandes quantidades de ar de resfriamento são alimentadas à unidade de granulação. O ar que deixa a seção de acabamento contém, inter alia, poeira de ureia. Em vista de maior demanda para a produção de ureia e requisitos ambientais e legais crescentes quanto à redução do nível de emissões, é desejado que a poeira de ureia seja removida e de acordo com os padrões cada vez maiores.[004] In order to remove the energy released during crystallization, large amounts of cooling air are fed to the granulation unit. The air leaving the finishing section contains, inter alia, urea dust. In view of the increased demand for urea production and increasing environmental and legal requirements regarding the reduction of the level of emissions, it is desired that the urea dust be removed and in accordance with the increasing standards.

[005] Ao longo das últimas décadas o controle da poluição do ar se tornou uma preocupação prioritária da sociedade. Muitos países desenvolveram programas reguladores altamente elaborados que têm como meta exigir que fábricas e outras fontes grandes de poluição do ar instalem a melhor tecnologia de controle disponível (BACT) para remover contaminantes de correntes de efluente gasoso liberadas na atmosfera. Os padrões para o controle de poluição do ar estão se tornando cada vez mais estringentes, de modo que haja uma demanda constante para tecnologias de controle de poluição ainda mais eficazes. Além disso, os custos operacionais para manter em operação equipamento de controle de poluição podem ser substanciais e, assim, também há uma demanda constante por tecnologias mais eficazes.[005] Over the past few decades, controlling air pollution has become a priority concern for society. Many countries have developed highly elaborate regulatory programs that aim to require factories and other large sources of air pollution to install the best available control technology (BACT) to remove contaminants from gaseous effluent streams released into the atmosphere. Standards for air pollution control are becoming increasingly stringent, so there is a constant demand for even more effective pollution control technologies. In addition, the operational costs of maintaining pollution control equipment in operation can be substantial, and thus there is also a constant demand for more effective technologies.

[006] A remoção de poeira de ureia é desafiadora por si só, visto que as quantidades de gás efluente (principalmente ar) são enormes, ao passo em que a concentração de poeira de ureia é baixa. Uma corrente de ar típica é da ordem de 750.000 Nm3/h. Uma concentração de poeira de ureia típica na mesma é cerca de 2% em peso. Adicionalmente, parte da poeira de ureia tem tamanho submícron. Satisfazer os padrões atuais implica na necessidade de remover uma parte grande dessa poeira submícron.[006] The removal of urea dust is challenging in itself, as the amounts of effluent gas (mainly air) are enormous, while the concentration of urea dust is low. A typical air stream is in the order of 750,000 Nm3 / h. A typical concentration of urea dust in it is about 2% by weight. Additionally, part of the urea dust is sub-micron sized. Meeting current standards implies the need to remove a large part of this submicron dust.

[007] Um problema adicional é que as quantidades grandes de ar[007] An additional problem is that large amounts of air

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3/27 necessárias no acabamento de ureia, resultam em um esforço relativamente dispendioso nessa parte do processo de produção devido à necessidade de ventiladores extratores muito grandes que têm um consumo de eletricidade grande. Particularmente, quando o ar é submetido a depuração a fim de reduzir a emissão de poeira de ureia e, especificamente, uma parte grande da poeira submícron, na atmosfera, uma quantidade relativamente grande de energia é simplesmente perdida no processo, como um resultado da queda de pressão inevitável no dispositivo de depuração.3/27 required to finish urea, results in a relatively expensive effort in this part of the production process due to the need for very large extractor fans that have a large electricity consumption. Particularly, when the air is subjected to purification in order to reduce the emission of urea dust and, specifically, a large part of the sub-micron dust in the atmosphere, a relatively large amount of energy is simply lost in the process, as a result of the drop of inevitable pressure on the purification device.

[008] Um tipo bem conhecido de dispositivo para remover contaminantes de uma corrente de efluente gasoso é um depurador venturi. Os depuradores venturi são, de modo geral, reconhecidos como tendo a maior eficácia de coleta de partícula fina dentre os dispositivos de depuração disponíveis. Em um depurador venturi o gás efluente é forçado ou extraído através de um tubo de venturi que tem uma porção de gargalo estreita. Conforme o ar se move através do gargalo o mesmo é acelerado para uma velocidade alta. Um líquido de depuração na forma de gotículas, tipicamente de água, é adicionado ao venturi, geralmente no gargalo, e entra no fluxo de gás. As gotículas de água usadas são, de modo geral, muitas ordens de magnitude maiores do que as partículas contaminantes a serem coletadas e, como uma consequência, aceleram em uma taxa diferente através do venturi. A aceleração diferencial causa interações entre as gotículas de água e as partículas contaminantes, de modo que as partículas contaminantes sejam coletadas pelas gotículas de água. Os mecanismos de coleta envolvem, primeiramente, colisões entre as partículas e as gotículas e difusão de partículas à superfície das gotículas. Em qualquer caso, as partículas são capturadas pelas gotículas. Dependendo do tamanho das partículas contaminantes, um ou o outro dentre esses mecanismos pode predominar, sendo que a difusão é o mecanismo de coleta[008] A well-known type of device for removing contaminants from a gaseous effluent stream is a venturi scrubber. Venturi scrubbers are generally recognized as having the highest fine particle collection efficiency among the available scrubbing devices. In a venturi scrubber, the effluent gas is forced or extracted through a venturi tube that has a narrow neck portion. As the air moves through the neck it is accelerated to a high speed. A purification liquid in the form of droplets, typically water, is added to the venturi, usually at the neck, and enters the gas stream. The droplets of water used are, in general, many orders of magnitude larger than the contaminating particles to be collected and, as a consequence, accelerate at a different rate through the venturi. Differential acceleration causes interactions between water droplets and contaminating particles, so that contaminating particles are collected by the water droplets. The collection mechanisms primarily involve collisions between particles and droplets and diffusion of particles to the surface of the droplets. In any case, the particles are captured by the droplets. Depending on the size of the contaminating particles, one or the other among these mechanisms may predominate, with diffusion being the collection mechanism

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4/27 predominante para partículas muito pequenas e colisão e interceptação é o mecanismo predominante para partículas maiores. Um depurador venturi também pode ser eficaz na coleta de compostos gasosos altamente solúveis por difusão. Uma descrição detalhada desses mecanismos de depuração é discutida no Capítulo 9 da Air Pollution Control Theory, M. Crawford, (McGraw-Hill 1976).4/27 predominant for very small particles and collision and interception is the predominant mechanism for larger particles. A venturi scrubber can also be effective in collecting highly soluble gas compounds by diffusion. A detailed description of these clearance mechanisms is discussed in Chapter 9 of the Air Pollution Control Theory, M. Crawford, (McGraw-Hill 1976).

[009] Uma das características principais desse tipo de depurador é que o mesmo causa uma queda de pressão maior do que outros depuradores, sendo que a queda de pressão estimada exigida para atingir a eficácia de coleta alta desejada é cerca de 10 kPa (100 mbar). Além disso, em vista de sua adequabilidade para a remoção de partículas submícron (como poeira de ureia), seria desejado usar um depurador venturi. Será compreendido que o uso de um dispositivo de depuração do tipo venturi apresenta um desejo adicional de reduzir a perda de energia inevitável associada ao mesmo.[009] One of the main characteristics of this type of scrubber is that it causes a greater pressure drop than other scrubbers, and the estimated pressure drop required to achieve the desired high collection efficiency is about 10 kPa (100 mbar ). In addition, in view of its suitability for removing submicron particles (such as urea dust), it would be desirable to use a venturi scrubber. It will be understood that the use of a venturi-type scrubbing device has an additional desire to reduce the inevitable energy loss associated with it.

[0010] Algumas referências de antecedentes se referem ao uso de depuração de venturi no acabamento de ureia.[0010] Some background references refer to the use of venturi clearance in urea finishing.

[0011] O documento FR 2 600 553 se refere à remoção de poeira de gases, como da perolização de ureia. O método conforme descrito inclui submeter o gás a pré-lavagem, aspergindo-se um líquido na corrente de gás antes da depuração de venturi. O propósito da etapa de pré-lavagem é que nenhum líquido de depuração adicional seja adicionado, o que levaria a uma queda de pressão baixa. Isto é, o líquido de lavagem é aplicado de tal forma que produza gotículas que são de um tamanho suficientemente grande para lavar partículas pequenas.[0011] The document FR 2 600 553 refers to the removal of dust from gases, such as urea beading. The method as described includes subjecting the gas to prewash, spraying a liquid in the gas stream before venturi clearance. The purpose of the prewash step is that no additional purifying liquid is added, which would lead to a low pressure drop. That is, the washing liquid is applied in such a way that it produces droplets that are large enough to wash small particles.

[0012] O documento EP 514 902 se refere a um método para a remoção de poeira de ureia do gás efluente de uma seção de acabamento de uma planta de produção de ureia. Água é adicionada para agir com um depurador venturi, fluindo através da gravidade ao longo das paredes do venturi como um filme. O gás que flui para cima[0012] EP 514 902 refers to a method for removing urea dust from the effluent gas from a finishing section of a urea production plant. Water is added to act as a venturi scrubber, flowing through gravity along the walls of the venturi like a film. The gas flowing upwards

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5/27 está atomizando o filme, formando assim um líquido de depuração, isto é, com o propósito de formar gotículas líquidas que interagem com amônia e, opcionalmente poeira de ureia, para ser removido.5/27 is atomizing the film, thus forming a purification liquid, that is, with the purpose of forming liquid droplets that interact with ammonia and, optionally, urea dust, to be removed.

[0013] Na verdade, a maioria dos depuradores venturi em uso atualmente são autoatomizantes, isto é, as gotículas são formadas permitindo-se que um líquido flua para o interior do gargalo do venturi onde é atomizado pelo fluxo de gás. Embora seja muito simples de implantar, esse método não tem a capacidade de produzir gotículas de diâmetro mediano muito pequeno.[0013] In fact, most venturi scrubbers in use today are self-atomizing, that is, droplets are formed allowing a liquid to flow into the venturi neck where it is atomized by the gas flow. Although it is very simple to implant, this method does not have the capacity to produce droplets of very small median diameter.

[0014] Os métodos primários utilizados no aprimoramento da eficácia de coleta de um depurador venturi eram para reduzir o tamanho do gargalo ou para aumentar a taxa geral na qual o gás flui através do sistema. Ambos esses métodos aumentam as velocidades diferenciais entre as partículas contaminantes e gotículas líquidas conforme as mesmas passam através do gargalo do venturi. Isso faz com que mais interações entre as partículas e gotículas ocorram, aprimorando assim a remoção de contaminante. Entretanto, aumentar a eficácia de coleta desta forma vem com um custo de admissão de energia significativamente maior no sistema, resultando assim em custos operacionais superiores. A energia extra é despendida devido à resistência de fluxo geral maior atribuível ao diâmetro de gargalo reduzido ou à taxa de fluxo geral maior através do venturi. Em qualquer caso, a queda de pressão através do venturi é aumentada e maior capacidade de bombeamento é necessária. Consequentemente, até o momento, os esforços para aumentar a eficiência de coleta de partícula fina de um depurador venturi envolveram admissão de energia substancialmente maior no sistema.[0014] The primary methods used to improve the collection efficiency of a venturi scrubber were to reduce the size of the neck or to increase the overall rate at which the gas flows through the system. Both of these methods increase the differential velocities between the contaminating particles and liquid droplets as they pass through the venturi neck. This causes more interactions between particles and droplets to occur, thereby improving the removal of contaminants. However, increasing collection efficiency in this way comes with a significantly higher energy intake cost in the system, thus resulting in higher operating costs. The extra energy is expended due to the higher general flow resistance attributable to the reduced neck diameter or the higher general flow rate through the venturi. In any case, the pressure drop across the venturi is increased and greater pumping capacity is required. Consequently, to date, efforts to increase the fine particle collection efficiency of a venturi scrubber have involved substantially greater energy input into the system.

[0015] De preocupação particular àqueles no campo de controle de poluição do ar é a coleta de partículas opticamente ativas. Conforme usado no presente documento, o termo partículas opticamente ativas[0015] Of particular concern to those in the field of air pollution control is the collection of optically active particles. As used herein, the term optically active particles

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6/27 deveria ser compreendido como partículas que têm um diâmetro na faixa de aproximadamente 0,1 a 1,0 mícron. Em um esforço para controlar essas partículas, a EPA reduziu recentemente os padrões PM 2.5 para as emissões de partículas menores do que 2,5 mícrons. Essas e partículas menores são difíceis de coletar em depuradores venturi convencionais devido ao seu tamanho pequeno. Entretanto, as partículas nessa faixa de tamanho são atualmente responsáveis pelas emissões medidas.6/27 should be understood as particles having a diameter in the range of approximately 0.1 to 1.0 microns. In an effort to control these particles, the EPA recently reduced the PM 2.5 standards for particle emissions less than 2.5 microns. These and smaller particles are difficult to collect in conventional venturi scrubbers due to their small size. However, particles in this size range are currently responsible for the measured emissions.

[0016] O que se deseja é um aparelho e método que permitam a depuração eficaz e econômica de partículas finas de um fluxo de gás grande com o uso de um líquido de limpeza em um depurador venturi. As necessidades específicas incluem requisitos de bombeamento de líquido de depuração reduzidos, queda de pressão inferior através do venturi, desempenho de depurador aprimorado e melhor controle da queda de pressão através do depurador venturi.[0016] What is desired is an apparatus and method that allow the effective and economical purification of fine particles from a large gas flow with the use of a cleaning liquid in a venturi scrubber. Specific needs include reduced pumping liquid pumping requirements, lower pressure drop across the venturi, improved scrubber performance and better control of pressure drop across the venturi scrubber.

[0017] Deseja-se agora fornecer um método para tratar o gás efluente de uma seção de acabamento de ureia de tal forma a remover de forma eficaz a poeira de ureia. É desejado adicionalmente fornecer um método através do qual essa remoção é aprimorada.[0017] It is now desired to provide a method for treating the effluent gas from a urea finishing section in such a way as to effectively remove urea dust. It is additionally desired to provide a method by which this removal is improved.

[0018] E, ademais, é desejado alcançar isso em um processo de eficiência energética aprimorada.[0018] And, in addition, it is desired to achieve this in an improved energy efficiency process.

[0019] Ainda outro objeto da presente invenção é fornecer um sistema de controle de poluição do ar que tem a capacidade de compensar variações no fluxo através do sistema.[0019] Yet another object of the present invention is to provide an air pollution control system that has the ability to compensate for variations in flow through the system.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0020] A fim de melhor abordar um ou mais dos anseios anteriores, a invenção, em um aspecto, apresenta um método para a remoção de poeira de ureia do gás efluente de uma seção de acabamento de uma planta de produção de ureia, sendo que o método compreende submeter o gás efluente a arrefecimento brusco com água, com aSUMMARY OF THE INVENTION [0020] In order to better address one or more of the above concerns, the invention, in one aspect, presents a method for removing urea dust from the effluent gas from a finishing section of a urea production plant , and the method comprises subjecting the effluent gas to sudden cooling with water, with the

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7/27 finalidade de produzir, particularmente, gás efluente arrefecido que tem uma temperatura abaixo de cerca de 45°C, e submeter o gás efluente arrefecido a depuração com o uso de pelo menos um depurador venturi. [0021] Em outro aspecto, a invenção se refere a um equipamento de acabamento para uma planta de ureia, sendo que o equipamento de acabamento é caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de acabamento de ureia que compreende uma entrada para ureia líquida, uma entrada para gás refrigerante, um coletor para ureia sólida, uma saída para gás efluente e pelo menos um depurador venturi, em que a dita saída para gás efluente está em comunicação fluida (por exemplo, por meio de uma linha de fluxo de gás) com o depurador venturi, e em que um sistema de arrefecimento brusco, como um arrefecedor por aspersão, é instalado entre o dispositivo de acabamento de ureia e o depurador venturi.7/27 purpose of producing, in particular, cooled effluent gas having a temperature below about 45 ° C, and subjecting the cooled effluent gas to purification with the use of at least one venturi scrubber. [0021] In another aspect, the invention relates to a finishing equipment for a urea plant, the finishing equipment being characterized by the fact that it comprises a urea finishing device that comprises an inlet for liquid urea, a inlet for refrigerant gas, a collector for solid urea, an outlet for effluent gas and at least one venturi scrubber, in which said outlet for effluent gas is in fluid communication (for example, through a gas flow line) with the venturi scrubber, and in which a sudden cooling system, such as a spray cooler, is installed between the urea finisher and the venturi scrubber.

[0022] Em ainda outro aspecto, a invenção fornece uma planta de ureia que compreende uma seção de síntese e recuperação (A); em que a dita seção está em comunicação fluida com uma seção de evaporação (B), a dita seção de evaporação está em comunicação fluida com uma seção de acabamento (C) e tem uma linha de fluxo de gás para uma seção de condensação (E); em que a dita seção de acabamento (C) tem uma linha de fluxo de gás para uma seção de depuração de poeira (D), em que a seção de depuração de poeira compreende pelo menos um depurador venturi (F), e em que um sistema de arrefecimento brusco (G) é instalado entre a seção de acabamento (C) e o depurador venturi (F), sendo que o dito sistema de arrefecimento brusco está, em comunicação fluida com a linha de fluxo de gás entre a seção de acabamento (C) e a seção de depuração de poeira (D).[0022] In yet another aspect, the invention provides a urea plant comprising a synthesis and recovery section (A); wherein said section is in fluid communication with an evaporation section (B), said evaporation section is in fluid communication with a finishing section (C) and has a gas flow line for a condensation section (E ); wherein said finishing section (C) has a gas flow line for a dust scrubbing section (D), where the dust scrubbing section comprises at least one venturi scrubber (F), and in which a blunt cooling system (G) is installed between the finishing section (C) and the venturi scrubber (F), and said blunt cooling system is in fluid communication with the gas flow line between the finishing section (C) and the dust clearance section (D).

[0023] Em ainda outro aspecto, a invenção é um método de modificação de uma planta de ureia existente, sendo que a dita planta compreende uma seção de síntese e recuperação (A); em que a dita[0023] In yet another aspect, the invention is a method of modifying an existing urea plant, said plant comprising a synthesis and recovery section (A); what dictates

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8/27 seção está em comunicação fluida com uma seção de evaporação (B), a dita seção de evaporação está em comunicação fluida com uma seção de acabamento (C) e tem uma linha de fluxo de gás para uma seção de condensação (E); em que a dita seção de acabamento (C) tem uma linha de fluxo de gás para uma seção de depuração de poeira (D), em que a seção de depuração de poeira (D) é dotada de pelo menos um depurador venturi, e em que o método compreende instalar um sistema de arrefecimento brusco (G) entre a seção de acabamento (C) e o depurador venturi (F), sendo que o dito sistema de arrefecimento brusco está, em comunicação fluida com a linha de fluxo de gás entre a seção de acabamento (C) e a seção de depuração de poeira (D).8/27 section is in fluid communication with an evaporation section (B), said evaporation section is in fluid communication with a finishing section (C) and has a gas flow line for a condensation section (E) ; wherein said finishing section (C) has a gas flow line to a dust scrubbing section (D), wherein the dust scrubbing section (D) is provided with at least one venturi scrubber, and in that the method comprises installing a blast cooling system (G) between the finishing section (C) and the venturi scrubber (F), and said blast cooling system is in fluid communication with the gas flow line between the finishing section (C) and the dust scrubbing section (D).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0024] A Figura 1 representa um diagrama de blocos de uma planta de ureia que tem uma seção de acabamento de acordo com a invenção. [0025] A Figura 2 mostra um desenho esquemático de um sistema de depuração de poeira usado na presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0024] Figure 1 represents a block diagram of a urea plant that has a finishing section according to the invention. [0025] Figure 2 shows a schematic drawing of a dust cleaning system used in the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0026] Em um sentido amplo, a invenção é baseada no discernimento criterioso para empregar arrefecimento brusco do gás efluente de uma seção de acabamento de ureia, em combinação com o uso de pelo menos um depurador venturi. Surpreendentemente, o arrefecimento brusco do gás efluente não somente tem efeitos vantajosos sobre a economia de energia, mas também auxilia em uma remoção mais eficiente da poeira de ureia.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0026] In a broad sense, the invention is based on judicious discernment to employ abrupt cooling of the effluent gas from a urea finishing section, in combination with the use of at least one venturi scrubber. Surprisingly, the sudden cooling of the effluent gas not only has beneficial effects on energy savings, but also assists in a more efficient removal of urea dust.

[0027] Será compreendido que os líquidos usados para a lavagem de uma corrente de gás, devido ao propósito diferente do líquido, não são aplicados de tal forma a induzir o arrefecimento do gás. O arrefecimento brusco, como é aplicado na presente invenção, tem o propósito de resfriar o gás, de preferência para uma temperatura abaixo de cerca de 45°C e criando uma saturação de líquido de quase[0027] It will be understood that the liquids used for washing a gas stream, due to the different purpose of the liquid, are not applied in such a way as to induce the cooling of the gas. Abrupt cooling, as applied in the present invention, has the purpose of cooling the gas, preferably to a temperature below about 45 ° C and creating a liquid saturation of almost

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 14/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 14/40

9/27 equilíbrio. De preferência, o líquido é aspergido de tal forma e consistência que gotículas líquidas são formadas, as quais são tão pequenas que as gotículas evaporam rapidamente, e uma saturação de líquido no quase equilíbrio de vapor é atingida dentro de um tempo curto.9/27 balance. Preferably, the liquid is sprayed in such a way and consistency that liquid droplets are formed, which are so small that the droplets evaporate quickly, and a saturation of liquid in the near vapor balance is achieved within a short time.

[0028] De preferência a corrente de arrefecimento brusco tem uma temperatura abaixo de 45°C, com mais preferência abaixo de 40°C, com máxima preferência abaixo de 35°C. A temperatura de ar típica do gás efluente que sai de uma seção de acabamento de uma planta de ureia, como na granulação de leito fluidizado, é cerca de 110°C. Após o arrefecimento, a temperatura está, de preferência, abaixo de 45°C. Consequentemente, a temperatura da corrente de gás é reduzido por tipicamente mais de 50°C, de preferência mais de 60°C, e com máxima preferência mais de 65°C.[0028] Preferably the sudden cooling current has a temperature below 45 ° C, more preferably below 40 ° C, most preferably below 35 ° C. The typical air temperature of the effluent gas that leaves a finishing section of a urea plant, as in fluidized bed granulation, is about 110 ° C. After cooling, the temperature is preferably below 45 ° C. Consequently, the temperature of the gas stream is reduced by typically more than 50 ° C, preferably more than 60 ° C, and most preferably more than 65 ° C.

[0029] Nesta descrição, comunicação fluida se refere a qualquer conexão entre uma primeira parte ou seção de uma planta e uma segunda parte ou seção de uma planta por meio da qual os fluidos, notavelmente líquido, pode fluir a partir da primeira parte da planta para a segunda parte da planta. Essa comunicação fluida é tipicamente fornecida por sistemas de encanamento, mangueiras, ou outros dispositivos bem conhecidos pela pessoa versada para o transporte de fluidos.[0029] In this description, fluid communication refers to any connection between a first part or section of a plant and a second part or section of a plant through which fluids, notably liquid, can flow from the first part of the plant for the second part of the plant. Such fluid communication is typically provided by plumbing systems, hoses, or other devices well known to the person skilled in the transport of fluids.

[0030] Nesta descrição, linhas de fluxo de gás se refere a qualquer conexão entre uma primeira parte ou seção de uma planta e uma segunda parte ou seção de uma planta por meio da qual o gás ou vapores, notavelmente vapores aquosos, podem fluir a partir da primeira parte da planta para a segunda parte da planta. Essas linhas de fluxo de gás compreendem, tipicamente, sistemas de encanamento, ou outros dispositivos bem conhecidos, pela pessoa versada, para o transporte de gases, se necessário acima ou abaixo de pressões[0030] In this description, gas flow lines refer to any connection between a first part or section of a plant and a second part or section of a plant through which gas or vapors, notably aqueous vapors, can flow at from the first part of the plant to the second part of the plant. These gas flow lines typically comprise plumbing systems, or other devices well known to the skilled person, for transporting gases, if necessary above or below pressures.

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 15/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 15/40

10/27 atmosféricas (vácuo).10/27 atmospheric (vacuum).

[0031] Quando se fala de depurador venturi isso pode se referir a um único depurador venturi ou uma pluralidade de depuradores venturi. Adicionalmente, um ou mais depuradores venturi podem, por si só, compreender um ou mais tubos de venturi.[0031] When talking about venturi scrubber this can refer to a single venturi scrubber or a plurality of venturi scrubbers. In addition, one or more venturi scrubbers may, on their own, comprise one or more venturi tubes.

[0032] A invenção se refere ao acabamento de ureia. Essa parte de um processo de produção de ureia se refere à seção em que ureia sólida é obtida.[0032] The invention relates to the finishing of urea. This part of a urea production process refers to the section in which solid urea is obtained.

[0033] Como um exemplo, um desenho esquemático de uma planta que tem uma seção de acabamento de acordo com a invenção é representado na Figura l. Para conveniência, partes da planta discutidas abaixo se referem a elementos contidos na Figura l. Isso não implica que qualquer planta construída de acordo com a invenção precisa estar de acordo com a Figura 1.[0033] As an example, a schematic drawing of a plant that has a finishing section according to the invention is represented in Figure 1. For convenience, parts of the plan discussed below refer to elements contained in Figure 1. This does not imply that any plant built in accordance with the invention must conform to Figure 1.

[0034] Essa seção de acabamento, a seção (C) na Figura 1, pode ser uma torre de perolização, seção de granulação, seção de peletização, ou uma seção ou equipamento com base em qualquer outra técnica de acabamento. Uma seção de granulação pode ser uma granulação em leito fluidizado, ou uma granulação em tambor, ou uma granulação em recipiente, ou qualquer outro dispositivo de granulação conhecido ou semelhante. A função principal dessa seção de acabamento é transferir uma ureia fundida, conforme obtida a partir da síntese de ureia, em uma corrente de partículas solidificadas. Essas partículas solidificadas, geralmente chamadas de 'perolados' ou 'grânulos' são a corrente de produto principal da planta de ureia. Em qualquer caso, para transferir a ureia da fase líquida para a fase sólida, o calor de cristalização deve ser removido. Ademais, geralmente um pouco de calor adicional é removido das partículas de ureia solidificadas, a fim de resfriar as mesmas até uma temperatura que é adequada para o processamento e manuseio adicional, incluindo[0034] This finishing section, section (C) in Figure 1, can be a beading tower, granulation section, pelletizing section, or a section or equipment based on any other finishing technique. A granulation section can be fluidized bed granulation, or drum granulation, or container granulation, or any other known or similar granulation device. The main function of this finishing section is to transfer a melted urea, as obtained from urea synthesis, into a stream of solidified particles. These solidified particles, often called 'pearlescent' or 'granules' are the main product stream of the urea plant. In any case, to transfer the urea from the liquid to the solid phase, the heat of crystallization must be removed. In addition, some additional heat is usually removed from the solidified urea particles in order to cool them down to a temperature that is suitable for further processing and handling, including

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 16/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 16/40

11/27 armazenamento e transporte seguro e confortável desse produto final. A remoção do calor total resultante na seção de acabamento é geralmente feita de duas formas: (i) pela evaporação da água. Essa água entra na seção de acabamento como parte da ureia fundida ou é aspergida como água líquida em um local adequado no processo de acabamento; (ii) resfriando-se com ar. Geralmente, a maior parte do calor de cristalização/resfriamento é removido através do resfriamento com ar. O ar de resfriamento, pela natureza do processo de resfriamento, deixa a seção de acabamento em uma temperatura maior. Geralmente uma quantidade de ar igual a 3 até 30 kg de ar por kg de produto solidificado final é suprida, de preferência 3 a 10 kg. Esse é o gás efluente típico da seção de acabamento de uma planta de produção de ureia.11/27 safe and comfortable storage and transportation of this final product. The removal of the resulting total heat in the finishing section is generally done in two ways: (i) by evaporating the water. This water enters the finishing section as part of the melted urea or is sprayed as liquid water in a suitable place in the finishing process; (ii) cooling with air. Generally, most of the crystallization / cooling heat is removed by air cooling. The cooling air, due to the nature of the cooling process, leaves the finishing section at a higher temperature. Generally, an amount of air equal to 3 to 30 kg of air per kg of final solidified product is supplied, preferably 3 to 10 kg. This is the typical effluent gas in the finishing section of a urea production plant.

[0035] Na seção de acabamento (C), o ar entra em contato direto com a ureia fundida e com as partículas de ureia solidificadas. Isso inadvertidamente leva a certa contaminação do ar com certa poeira de ureia e amônia. Dependendo da natureza da seção de acabamento (perolização/granulação, tipo de granulação, condições selecionadas na granulação), a quantidade de poeira presente no ar pode variar amplamente, sendo que os valores estão na faixa de 0,05% a 10% em peso (em relação ao fluido de produto de final) foram observados. Para uma seção de acabamento com base na granulação, a quantidade de poeira está, mais tipicamente em uma faixa de 2% a 8% em peso. Essa presença de poeira no gás efluente geralmente torna um sistema de remoção de poeira (D) necessário, para considerações ambientais ou econômicas, antes de o ar poder ser ventilado de volta para a atmosfera. [0036] Na seção de depuração de poeira (D), a depuração de poeira é geralmente feita com o uso de uma solução de ureia em circulação como um agente de lavagem. Além disso, a depuração de água fresca também é geralmente aplicada. Na seção de depuração de poeira D um[0035] In the finishing section (C), the air comes in direct contact with the melted urea and the solidified urea particles. This inadvertently leads to some air contamination with some urea and ammonia dust. Depending on the nature of the finishing section (beading / granulation, type of granulation, conditions selected in the granulation), the amount of dust present in the air can vary widely, with values ranging from 0.05% to 10% by weight (in relation to the final product fluid) were observed. For a finishing section based on granulation, the amount of dust is, more typically, in the range of 2% to 8% by weight. This presence of dust in the effluent gas generally makes a dust removal system (D) necessary, for environmental or economic considerations, before the air can be vented back into the atmosphere. [0036] In the dust scrubbing section (D), dust scrubbing is usually done using a circulating urea solution as a washing agent. In addition, fresh water purification is also generally applied. In the dust clearance section D a

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 17/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 17/40

12/27 fluxo de purga de solução de ureia é obtido. Esse fluxo de purga geralmente tem uma concentração de 10 a 60% (em peso) de ureia. A fim de reprocessar a ureia presente nesse fluxo de purga, o fluxo de purga é retornado para a seção de evaporação (B), em que é adicionalmente concentrado e então reciclado para a seção de acabamento (C). O ar limpo é ventilado a partir da depuração de poeira para a atmosfera.12/27 purge flow of urea solution is obtained. This purge flow generally has a concentration of 10 to 60% (by weight) of urea. In order to reprocess the urea present in this purge flow, the purge flow is returned to the evaporation section (B), where it is further concentrated and then recycled to the finishing section (C). Clean air is ventilated from dust to air.

[0037] De acordo com a invenção, em um aspecto, um método é fornecido para a remoção de poeira de ureia do gás efluente de uma seção de acabamento de uma planta de produção de ureia. O método compreende submeter o gás efluente a arrefecimento brusco com água com a finalidade de produzir gás efluente arrefecido, e submeter o gás efluente arrefecido a depuração com o uso de pelo menos um depurador venturi.[0037] According to the invention, in one aspect, a method is provided for removing urea dust from the effluent gas from a finishing section of a urea production plant. The method comprises subjecting the effluent gas to sudden cooling with water in order to produce cooled effluent gas, and subjecting the cooled effluent gas to purification with the use of at least one venturi scrubber.

[0038] O arrefecimento brusco se refere à adição de água ao gás efluente. Isso é geralmente feito por um ou mais arrefecedores, isto é, dispositivos que servem para introduzir água na corrente de gás. Essa introdução será, de modo geral, feita de tal forma que a água seja bem dispersada no gás. De preferência, a água é introduzida no gás aspergindo-se a mesma na linha de fluxo de gás entre a seção de acabamento e a seção de depuração de poeira. Isso pode ser feito aspergindo-se líquido em um duto imediatamente anterior à seção de depuração de poeira. A mesma também pode ser uma câmara separada ou torre equipada com um sistema de aspersão. Os sistemas de aspersão, bocais de atomização adequados e similares, são conhecidos pela pessoa versada. De preferência, o líquido é aspergido de tal forma e consistência que gotículas líquidas são formadas, as quais são tão pequenas que as gotículas evaporam rapidamente, e uma saturação de líquido no quase equilíbrio de vapor é atingida dentro de um tempo curto.[0038] Sudden cooling refers to the addition of water to the effluent gas. This is usually done by one or more coolers, that is, devices that serve to introduce water into the gas stream. This introduction will, in general, be done in such a way that the water is well dispersed in the gas. Preferably, water is introduced into the gas by spraying it in the gas flow line between the finishing section and the dust scrubbing section. This can be done by spraying liquid in a duct immediately prior to the dust scrubbing section. It can also be a separate chamber or tower equipped with a sprinkler system. Sprinkler systems, suitable spray nozzles and the like are known to the skilled person. Preferably, the liquid is sprayed in such a way and consistency that liquid droplets are formed, which are so small that the droplets evaporate quickly, and a saturation of liquid in the near vapor balance is achieved within a short time.

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 18/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 18/40

13/27 [0039] Uma seção de arrefecimento brusco que emprega arrefecedores de aspersão compreenderá, de preferência, (a) uma seção em que o gás a ser arrefecido bruscamente é resfriado pela introdução (por exemplo, injeção) e evaporação de água; (b) uma bacia de coleta de poeira, que serve para coletar poeira removida do gás; (c) um sistema de aspersor, montado em uma porção cilíndrica e que consiste em lanças equipadas com bocais de injeção, e um sistema de suprimento de água com bombas.13/27 [0039] An abrupt cooling section employing spray coolers will preferably comprise (a) a section in which the gas to be abruptly cooled is cooled by introduction (for example, injection) and evaporation of water; (b) a dust collection basin, which serves to collect dust removed from the gas; (c) a sprinkler system, mounted on a cylindrical portion and consisting of lances equipped with injection nozzles, and a water supply system with pumps.

[0040] O gás efluente (ou efluente gasoso) proveniente da seção de acabamento, por exemplo, de uma torre de perolização de granulador de leito fluidizado, é destinado a incluir correntes efluentes que têm material líquido ou particulado sólido entranhados no mesmo, incluindo vapores que podem se condensar conforme a corrente efluente é resfriada.[0040] Effluent gas (or gaseous effluent) from the finishing section, for example, of a fluidized bed granulator beading tower, is intended to include effluent streams that have liquid or solid particulate material entrenched in it, including vapors which can condense as the effluent stream is cooled.

[0041] Na zona de arrefecimento brusco, o efluente gasoso é resfriado para uma temperatura muito menor, de preferência abaixo de cerca de 45°C. Muitos métodos de resfriamento de um fluxo de gás efluente quente são conhecidos pelos versados na técnica.[0041] In the sudden cooling zone, the gaseous effluent is cooled to a much lower temperature, preferably below about 45 ° C. Many methods of cooling a hot effluent gas stream are known to those skilled in the art.

[0042] Um método preferencial para uso na invenção envolve aspergir um líquido de resfriamento como água, no gás através de bocais. Sem a intenção de se vincular à teoria, os inventores acreditam que o arrefecimento brusco por aspersão contribui para a remoção eficiente de poeira, permitindo-se que a água interaja com partículas de poeira.[0042] A preferred method for use in the invention involves spraying a coolant such as water, into the gas through nozzles. Without the intention of linking to the theory, the inventors believe that the sudden cooling by spraying contributes to the efficient removal of dust, allowing water to interact with dust particles.

[0043] Isso é um benefício inesperado de arrefecimento brusco por aspersão. Na técnica, não relacionado à ureia, mas, por exemplo, ao gás de escape, o resfriamento de um efluente gasoso tem um efeito em sistemas supersaturados. Na mesma, o resfriamento do efluente faz com que os vapores condensáveis na corrente efluente passem por uma transição de fase. A condensação desses vapores ocorrerá[0043] This is an unexpected benefit of sudden cooling by spraying. In the technique, not related to urea, but, for example, to the exhaust gas, the cooling of a gaseous effluent has an effect on supersaturated systems. Still, the cooling of the effluent causes the condensable vapors in the effluent stream to pass through a phase transition. The condensation of these vapors will occur

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 19/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 19/40

14/27 naturalmente em torno de partículas na corrente efluente que serve como pontos de nucleação. O pré-resfriamento da corrente efluente é, portanto, útil por duas razões. Primeiramente, os contaminantes condensáveis são transformados para a fase líquida e são, assim, removidos com mais facilidade do efluente. Em segundo lugar, o processo de nucleação aumenta o tamanho de partículas preexistentes no efluente, tornando assim mais fácil a remoção das mesmas.14/27 naturally around particles in the effluent stream that serves as nucleation points. Pre-cooling the effluent stream is therefore useful for two reasons. First, condensable contaminants are transformed into the liquid phase and are thus more easily removed from the effluent. Second, the nucleation process increases the size of pre-existing particles in the effluent, thus making it easier to remove them.

[0044] A remoção das partículas maiores por arrefecimento brusco evita que as partículas maiores compitam com as partículas submícron como sítios de nucleação. Conforme mencionado acima, é desejável que as partículas submícron aumentem em tamanho devido à condensação de modo que as mesmas sejam mais fáceis de remover do fluxo efluente.[0044] The removal of the larger particles by sudden cooling prevents the larger particles from competing with the submicron particles as nucleation sites. As mentioned above, it is desirable for the submicron particles to increase in size due to condensation so that they are easier to remove from the effluent stream.

[0045] Um problema com o efluente gasoso tratado na invenção, isto é, o gás efluente de uma seção de acabamento de uma planta de ureia, é que o mesmo está em um estado subsaturado. Como o único vapor condensável, o gás efluente contém uma quantidade limitada de água. Como um resultado, o mesmo deveria ser resfriado até valores muito menores do que os alcançáveis por arrefecimento brusco a fim de que a água se condense conforme desejado.[0045] A problem with the gaseous effluent treated in the invention, that is, the effluent gas from a finishing section of a urea plant, is that it is in a subsaturated state. As the only condensable vapor, the effluent gas contains a limited amount of water. As a result, it should be cooled to values much lower than those achievable by abrupt cooling in order for the water to condense as desired.

[0046] O fato de que, através do arrefecimento brusco por aspersão, no gás efluente de acabamento de ureia subsaturado uma interação com a água tem a capacidade de contribuir para a remoção eficiente de poeira é surpreendente. Sem o desejo de se vincular à teoria, os inventores acreditam que esse efeito é causado pela evaporação da água aspergida. Isso causa uma redução da temperatura e um aumento da quantidade de água na fase de gás. Como um resultado, uma interação da água com poeira submícron se torna possível.[0046] The fact that, through sudden cooling by sprinkling, in the effluent gas for finishing the subaturated urea an interaction with water has the ability to contribute to the efficient removal of dust is surprising. Without the desire to be bound by theory, the inventors believe that this effect is caused by the evaporation of sprinkled water. This causes a reduction in temperature and an increase in the amount of water in the gas phase. As a result, an interaction of water with sub-micron dust becomes possible.

[0047] Um depurador venturi é um dispositivo conhecido, projetado[0047] A venturi debugger is a known device, designed

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 20/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 20/40

15/27 para usar de forma eficiente a energia de uma corrente de gás de entrada para atomizar um líquido que é usado para depurar a corrente de gás. Um depurador venturi consiste em três seções: uma seção convergente, uma seção de gargalo e uma seção divergente. A corrente de gás de entrada entra na seção convergente e, conforme a área diminui, a velocidade do gás aumenta. O líquido é introduzido no gargalo ou na entrada para a seção convergente.15/27 to efficiently use the energy of an incoming gas stream to atomize a liquid that is used to purify the gas stream. A venturi scrubber consists of three sections: a convergent section, a neck section and a divergent section. The inlet gas stream enters the converging section and, as the area decreases, the gas velocity increases. The liquid is introduced into the neck or inlet to the converging section.

[0048] O gás de entrada, forçado a se mover em velocidades extremamente altas na seção de gargalo pequena, cisalha o líquido de suas paredes, produzindo um número enorme de gotículas minúsculas. A remoção de partícula e gás ocorre na seção de gargalo conforme a corrente de gás de entrada se mistura com uma névoa de gotículas líquidas muito pequenas. A corrente de entrada, então, sai através da seção divergente, em que é forçada a desacelerar. Os Venturis podem ser usados para coletar tanto particulado quanto poluentes gasosos, mas os mesmos são mais eficazes na remoção de partículas do que poluentes gasosos.[0048] The incoming gas, forced to move at extremely high speeds in the small neck section, shears the liquid from its walls, producing a huge number of tiny droplets. Particle and gas removal occurs in the neck section as the incoming gas stream mixes with a mist of very small liquid droplets. The input current then exits through the diverging section, where it is forced to slow down. Venturis can be used to collect both particulate and gaseous pollutants, but they are more effective in removing particles than gaseous pollutants.

[0049] Por conseguinte, um depurador venturi por sua natureza é um dispositivo de depuração adequado para a remoção de poeira de ureia de uma corrente de gás. Entretanto, o uso de depuradores venturi para esse propósito, está de acordo com as limitações devido aos custos operacionais relativamente altos associados aos mesmos. Isso refere-se particularmente à queda de pressão inevitável que ocorre em um depurador venturi e, como um resultado disso, uma quantidade relativamente alta de entrada de energia é perdida. O supracitado tem consequências adversas para o consumo de energia da planta de ureia, e isso é uma preocupação a partir de uma perspectiva tanto econômica quanto ambiental. Particularmente, o supracitado significaria que é trocada uma desvantagem (poluição do ar) por outra (consumo de energia).[0049] Therefore, a venturi scrubber by its nature is a suitable scrubbing device for removing urea dust from a gas stream. However, the use of venturi scrubbers for this purpose is in line with the limitations due to the relatively high operating costs associated with them. This refers in particular to the inevitable pressure drop that occurs in a venturi scrubber and, as a result, a relatively high amount of energy input is lost. The aforementioned has adverse consequences for the energy consumption of the urea plant, and this is a concern from both an economic and an environmental perspective. In particular, the aforementioned would mean that one disadvantage (air pollution) is exchanged for another (energy consumption).

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 21/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 21/40

16/27 [0050] De acordo com a invenção, a etapa de arrefecimento brusco do gás efluente de uma seção de acabamento de ureia, antes de o gás ser submetido a depuração de venturi, tem um efeito duplo inesperado. [0051] Por um lado, o arrefecimento brusco do gás efluente da seção de acabamento de ureia resulta na redução da temperatura do gás efluente que entra no depurador venturi. Essa redução de temperatura leva a uma redução do volume de gás e, por conseguinte, a uma redução da queda de pressão. Isso, por sua vez, resulta em uma porcentagem superior de energia economizada na planta.According to the invention, the step of abruptly cooling the effluent gas from a urea finishing section, before the gas is subjected to venturi clearance, has an unexpected double effect. [0051] On the one hand, the sudden cooling of the effluent gas from the urea finishing section results in a reduction in the temperature of the effluent gas entering the venturi scrubber. This temperature reduction leads to a reduction in the volume of gas and, therefore, to a reduction in pressure drop. This, in turn, results in a higher percentage of energy saved in the plant.

[0052] Por outro lado, o dito arrefecimento brusco resulta na presença de quantidades grandes de gotículas de água na fase de vapor, e, por conseguinte, à presença de vapor no fluxo de ar (gás efluente) em que a poeira de ureia está presente. Com base na teoria, não era esperado que isso provocasse efeitos significativos. Na técnica é reconhecido que as partículas de aerossol (na faixa de tamanho submícron e mícron como é típico para a poeira de ureia) crescem devido à condensação de água nas mesmas a partir do gás supersaturada que circunda tais partículas. Se o gás que circunda os aerossóis/partículas for saturado ou subsaturado, mas não supersaturado, não há crescimento ou até mesmo crescimento negativo de água a partir da superfície úmida da partícula de aerossol. Como um resultado, a partícula permanece do mesmo tamanho ou até mesmo a evaporação da superfície da partícula ocorre. A crença geral é que o grau de supersaturação (conhecido como um fator S) precisa ser maior do que a unidade (1) para obter a condensação da água em aerossóis, o que é imperativo para obter o crescimento de partículas. Através da técnica sobre a remoção de partículas de poeira submícron, é reconhecido que a remoção eficaz requer uma atmosfera em que o vapor de água está presente em um estado supersaturado.[0052] On the other hand, said sudden cooling results in the presence of large amounts of water droplets in the vapor phase, and, therefore, the presence of steam in the air flow (effluent gas) in which the urea dust is gift. Based on the theory, this was not expected to have significant effects. In the art it is recognized that aerosol particles (in the sub-micron and micron size range as is typical for urea dust) grow due to water condensation in them from the supersaturated gas that surrounds such particles. If the gas surrounding the aerosols / particles is saturated or undersaturated, but not supersaturated, there is no growth or even negative growth of water from the wet surface of the aerosol particle. As a result, the particle remains the same size or even evaporation from the particle's surface occurs. The general belief is that the degree of supersaturation (known as an S factor) needs to be greater than the unit (1) to obtain water condensation in aerosols, which is imperative to obtain particle growth. Through the technique of removing sub-micron dust particles, it is recognized that effective removal requires an atmosphere in which water vapor is present in a supersaturated state.

[0053] Especificamente, na técnica de acabamento de ureia, como[0053] Specifically, in the urea finishing technique, as

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17/27 na tecnologia de granulação de ureia, é reconhecido que é impossível, na prática, obter uma corrente de gás supersaturado a jusante da etapa de acabamento. Isso pode ser explicado com referência à grande quantidade de ar relativamente seco, e, portanto, baixa presença de quantidades de água, que estão naturalmente presentes no gás efluente do acabamento de ureia (por exemplo, do granulador). De fato, o sistema inicialmente (na seção de acabamento) começa a partir de saturação quase zero, isto é., uma situação subsaturada muito forte para atingir um nível de saturação, muito menos a supersaturação. Ademais, considera-se o seguinte:17/27 in urea granulation technology, it is recognized that it is impossible, in practice, to obtain a stream of supersaturated gas downstream of the finishing step. This can be explained with reference to the large amount of relatively dry air, and therefore the low presence of quantities of water, which are naturally present in the effluent gas from the urea finish (for example, from the granulator). In fact, the system initially (in the finishing section) starts from almost zero saturation, that is, a very strong sub-saturated situation to reach a saturation level, much less supersaturation. In addition, the following is considered:

[0054] a quantidade grande de gotículas líquidas que estão presentes agindo como sementes para condensação;[0054] the large amount of liquid droplets that are present acting as seeds for condensation;

[0055] o tempo de residência curto na seção de arrefecimento brusco;[0055] the short residence time in the blast cooling section;

[0056] as limitações termodinâmicas (a energia requerida para a evaporação de água líquida em água vaporizada não está presente); [0057] o início do sistema é fortemente subsaturado;[0056] thermodynamic limitations (the energy required for the evaporation of liquid water in vaporized water is not present); [0057] the beginning of the system is strongly undersaturated;

[0058] na prática nenhum estado supersaturado pode ser atingido na seção de arrefecimento brusco.[0058] in practice no supersaturated state can be reached in the sudden cooling section.

[0059] Entretanto, contra as crenças reconhecidas na técnica, o inventor constatou que, supreendentemente, uma quantidade relativamente grande de condensação de água nas partículas de ureia de tamanho mícron e submícron acontece mediante o arrefecimento brusco. Isso leva a um crescimento significativo das partículas de tamanho mícron e tamanho submícron. Esse crescimento das partículas de tamanho submícron devido à condensação da água sobre as mesmas, leva a um tamanho de partícula significativamente maior que torna as partículas muito mais fáceis de serem coletadas/captadas em quedas de pressão aceitáveis na seção de venturi a jusante da seção de arrefecimento brusco.[0059] However, against the beliefs recognized in the technique, the inventor found that, surprisingly, a relatively large amount of water condensation in the micron and submicron urea particles happens through sudden cooling. This leads to a significant growth of particles of micron size and submicron size. This growth of particles of sub-micron size due to the condensation of water on them, leads to a significantly larger particle size which makes the particles much easier to collect / capture at acceptable pressure drops in the venturi section downstream of the section. sudden cooling.

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 23/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 23/40

18/27 [0060] De modo geral, portanto, o método da invenção gera uma combinação criteriosa de medidas técnicas que cooperam sinergicamente para satisfazerem os desejos supracitados na técnica. Particularmente, a remoção mais eficiente de poeira de ureia significa que o depurador venturi pode ser operado em uma queda de pressão inferior. Ademais, o arrefecimento brusco do gás efluente antes do mesmo entrar no depurador venturi resulta em volume menor de gás, e, portanto, uma queda de pressão inferior. Ou, de outra forma, o desejo de reduzir a queda de pressão sobre o depurador venturi, que é efeito resfriando-se o ar que entra no venturi, pode ser concretizado por outro efeito (inesperado) do método de arrefecimento brusco usado para o dito resfriamento, ou seja, o crescimento de partícula de ureia, e, por conseguinte, uma remoção mais eficiente da mesma. De modo geral, a invenção leva a eficiências de coleta/lavagem muito boas para partículas de ureia submícron, em uma queda de pressão moderada, permitindo o uso de equipamento menor, e consumindo menos potência. O supracitado, por um lado, acontece por conta da queda de pressão inferior, por outro lado um requisito menor para queda de pressão por conta da eficiência superior devido ao efeito inesperado do arrefecimento brusco.18/27 [0060] In general, therefore, the method of the invention generates a judicious combination of technical measures that cooperate synergistically to satisfy the aforementioned desires in the technique. In particular, the more efficient removal of urea dust means that the venturi scrubber can be operated at a lower pressure drop. In addition, the sudden cooling of the effluent gas before it enters the venturi scrubber results in a smaller volume of gas, and therefore a lower pressure drop. Or, in another way, the desire to reduce the pressure drop on the venturi scrubber, which is an effect by cooling the air entering the venturi, can be realized by another (unexpected) effect of the sudden cooling method used for said cooling, that is, the growth of urea particle, and therefore more efficient removal of urea. In general, the invention leads to very good collection / washing efficiencies for submicron urea particles, in a moderate pressure drop, allowing the use of smaller equipment, and consuming less power. The aforementioned, on the one hand, is due to the lower pressure drop, on the other hand a lower pressure drop requirement due to the higher efficiency due to the unexpected effect of the sudden cooling.

[0061] A invenção também pertence ao equipamento para executar o método descrito acima. Isso se refere a um equipamento de acabamento para uma planta de ureia. Na mesma, um dispositivo de acabamento de ureia está presente, o qual compreende os atributos adequados para realizar sua função. Esses atributos são conhecidos pela pessoa versada na técnica, e incluem, de modo geral, uma entrada para a ureia líquida, uma entrada para gás refrigerante, um coletor para ureia sólida (tipicamente: partículas de ureia, de preferência grânulos), e uma saída para gás efluente. A saída para o gás efluente está em comunicação fluida (tipicamente por meio de uma linha de fluxo de gás)[0061] The invention also belongs to the equipment to perform the method described above. This refers to finishing equipment for a urea plant. In it, a urea finishing device is present, which comprises the appropriate attributes to perform its function. These attributes are known to the person skilled in the art, and generally include an inlet for liquid urea, an inlet for refrigerant gas, a collector for solid urea (typically: urea particles, preferably granules), and an outlet for effluent gas. The outlet for the effluent gas is in fluid communication (typically through a gas flow line)

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 24/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 24/40

19/27 com a entrada de pelo menos um depurador venturi (sendo que a entrada está na seção convergente). De acordo com a invenção, um sistema de arrefecimento brusco, de preferência, um arrefecedor por aspersão, é instalado entre o dispositivo de acabamento de ureia e o depurador venturi. Será compreendido que o sistema de arrefecimento brusco é instalado de tal forma que a água aspergida a partir do mesmo entre na corrente de gás que flui a partir da seção de acabamento e a entrada do depurador venturi.19/27 with the input of at least one venturi debugger (the input being in the converging section). According to the invention, a sudden cooling system, preferably a spray cooler, is installed between the urea finishing device and the venturi scrubber. It will be understood that the blast cooling system is installed in such a way that water sprayed from it enters the gas stream flowing from the finishing section and the venturi scrubber inlet.

[0062] Em uma modalidade preferencial, o sistema de remoção de poeira compreende uma pluralidade de depuradores venturi, operada em paralelo. De preferência, o sistema de remoção de poeira é assim projetado para que esses tubos de venturi paralelos possam ser operados independentemente entre si, isto é, o número de tubos de venturi usados ao mesmo tempo, pode ser adaptado durante o processo conforme desejado. Um sistema preferencial é aquele fornecido pela Envirocare.[0062] In a preferred embodiment, the dust removal system comprises a plurality of venturi scrubbers, operated in parallel. Preferably, the dust removal system is thus designed so that these parallel venturi tubes can be operated independently of each other, that is, the number of venturi tubes used at the same time, can be adapted during the process as desired. A preferred system is one provided by Envirocare.

[0063] Os depuradores Envirocare consistem em uma seção de arrefecimento brusco, a jusante da qual uma assim chamada seção de MMV (micronévoa venturi) é instalada. A seção de MMV consiste em múltiplos venturis paralelos. Na seção de MMV quantidades grandes de líquido são aspergidas no gargalo dos venturis em co-corrente com o fluxo de gás através de bocais de fase única, criando um tamanho de gotícula de líquido ajustável e consistente, tipicamente em uma faixa de 50 pm a 700 pm. O tamanho de gotícula de líquido é um dos parâmetros que podem ser usados para controlar a eficiência da remoção de poeira [0064] No venturi, o contato íntimo entre a matéria particulada e gotículas de água acontece. Múltiplas passagens entre a matéria particulada e as gotículas de água acontecem porque inicialmente as gotículas de água são aceleradas pelo fluxo de gás (e, portanto, têm velocidade inferior ao fluxo de gás), enquanto na parte anterior do tubo[0063] Envirocare scrubbers consist of an abrupt cooling section, downstream of which a so-called MMV (venturi micronovation) section is installed. The MMV section consists of multiple parallel ventures. In the MMV section large amounts of liquid are sprayed into the venturis neck in co-current with the gas flow through single phase nozzles, creating an adjustable and consistent liquid droplet size, typically in a range from 50 pm to 700 pm. The liquid droplet size is one of the parameters that can be used to control the efficiency of dust removal [0064] In the venturi, the intimate contact between the particulate matter and water droplets happens. Multiple passages between particulate matter and water droplets happen because the water droplets are initially accelerated by the gas flow (and therefore have a lower velocity than the gas flow), while in the anterior part of the tube

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 25/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 25/40

20/27 venturi, devido à expansão, a velocidade do gás diminui enquanto as gotículas estão em velocidade e mantém sua velocidade devido à inércia (agora as gotículas líquidas têm uma velocidade superior ao fluxo de gás).20/27 venturi, due to expansion, the speed of the gas decreases while the droplets are at speed and maintains its speed due to inertia (now the liquid droplets have a speed greater than the gas flow).

[0065] Em contracorrente com o fluxo de gás a assim chamada aspersão de gargalo acontece, a qual controla a queda de pressão através da seção de venturi. Desta forma, as flutuações no fluxo de gás podem ser acomodadas em eficiência mais ou menos constante.[0065] In countercurrent with the gas flow the so-called bottleneck sprinkling takes place, which controls the pressure drop across the venturi section. In this way, fluctuations in the gas flow can be accommodated in more or less constant efficiency.

[0066] Então, enquanto em um venturi padrão as gotículas de água (ou, ao invés disso, fragmentos de água) são criadas por forças de cisalhamento, no conceito Envirocare um tamanho específico (e formato) de gotículas de água é criado. Isso assegura uma distribuição de água boa e eficiente e, portanto, boa lavagem. Como um resultado, enquanto em um depurador venturi padrão, a mistura da água está dependendo da qualidade de cisalhamento, os padrões de fluxo dentro do gargalo e da zona divergente, no conceito Envirocare a mistura é controlada.[0066] So, while in a standard venturi water droplets (or, instead, fragments of water) are created by shear forces, in the Envirocare concept a specific size (and shape) of water droplets is created. This ensures a good and efficient water distribution and, therefore, good washing. As a result, while in a standard venturi scrubber, the mixing of the water is depending on the shear quality, the flow patterns within the neck and the diverging zone, in the Envirocare concept the mixing is controlled.

[0067] Embora uma eficiência de coleta do depurador venturi padrão dependa fortemente das flutuações no fluxo de gás (portanto, flutuações na queda de pressão), o depurador Envirocare controla a queda de pressão pela aspersão de gargalo.[0067] Although a collection efficiency of the standard venturi scrubber depends heavily on fluctuations in the gas flow (hence fluctuations in the pressure drop), the Envirocare scrubber controls the pressure drop by spraying the neck.

[0068] O consumo de eletricidade para uma seção de granulação de uma planta de ureia que utiliza um depurador venturi de alta eficiência é estimado em 52 KWh/ton. Utilizando um depurador Envirocare, com arrefecimento brusco, o consumo de eletricidade da seção de granulação de uma planta de ureia vai para 47 kWh/ton.[0068] The electricity consumption for a granulation section of a urea plant using a high efficiency venturi scrubber is estimated at 52 KWh / ton. Using an Envirocare scrubber, with sudden cooling, the electricity consumption of the granulation section of a urea plant goes to 47 kWh / ton.

[0069] A depuração de venturi depende da velocidade diferencial entre as gotículas de depuração e as partículas contaminantes. O efluente gasoso e as gotículas de aspersão ambas entram no cone de entrada do venturi em velocidades relativamente baixas. As velocidades[0069] Venturi clearance depends on the differential speed between the clearance droplets and the contaminating particles. The gaseous effluent and spray droplets both enter the venturi inlet cone at relatively low speeds. The speeds

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 26/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 26/40

21/27 diferenciais são alcançadas primeiramente conforme as partículas e gotículas passam por aceleração através do gargalo do venturi. Normalmente, os particulados contaminantes, os quais são muito menores e têm muito menos massa, aceleram rapidamente para obter a velocidade do gás circundante em uma distância muito curta. Por outro lado, as gotículas de líquido de depuração são normalmente muito maiores e mais massivas, de modo que leve muito mais tempo para as mesmas obterem a velocidade da corrente de gás. Tipicamente, essas gotículas não atingirão essa velocidade final até o fim do gargalo ou além do fim do gargalo. Visto que é o diferencial de velocidade que causa a depuração, uma vez que as gotículas e partículas atingem a mesma velocidade o número de interações entre as mesmas reduzirá para o ponto de insignificância, e nenhuma depuração adicional ocorrerá.21/27 differentials are achieved first as the particles and droplets undergo acceleration through the venturi neck. Normally, contaminating particulates, which are much smaller and have much less mass, accelerate quickly to obtain the speed of the surrounding gas over a very short distance. On the other hand, the droplets of purification liquid are usually much larger and more massive, so it takes much longer for them to obtain the speed of the gas stream. Typically, these droplets will not reach this final speed until the end of the neck or beyond the end of the neck. Since it is the speed differential that causes the clearance, once the droplets and particles reach the same speed the number of interactions between them will reduce to the point of insignificance, and no further clearance will occur.

[0070] O depurador contém uma pluralidade de venturis (tubos de venturi), alojados no vaso de depurador. Todos os Venturis são substancialmente iguais, e são de design semelhante. A vantagem de usar múltiplos venturis é que permite um design geral mais compacto e reduz o tamanho dos bocais individuais. Os bocais menores têm uma capacidade melhor de produzir as gotículas de depuração finas necessárias para eficiência. O número de tubos de venturi afeta a eficiência e queda de pressão.[0070] The scrubber contains a plurality of venturi (venturi tubes), housed in the scrubber vessel. All Venturis are substantially the same, and are of similar design. The advantage of using multiple venturis is that it allows for a more compact overall design and reduces the size of individual nozzles. Smaller nozzles have a better ability to produce the fine clearance droplets needed for efficiency. The number of venturi tubes affects efficiency and pressure drop.

[0071] O design de depurador usado na invenção é particularmente bem adequado para adaptar equipamento de controle de poluição existente para aprimorar a eficiência de depuração e reduzir custos operacionais. Para adaptar um depurador de choque de baixa energia existente, múltiplos venturis podem ser alojados na câmara de choque ou em uma extensão para a câmara após uma ou mais placas de choque.[0071] The purifier design used in the invention is particularly well suited to adapt existing pollution control equipment to improve purification efficiency and reduce operating costs. To adapt an existing low-energy shock scrubber, multiple venturis can be housed in the shock chamber or in an extension to the chamber after one or more shock plates.

[0072] Uma seção de arrefecimento brusco é disposta no duto de[0072] An abrupt cooling section is arranged in the

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 27/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 27/40

22/27 gás a montante de uma torre de depuração de MMV e uma solução de depuração é fornecida naquela seção para arrefecimento brusco e resfriamento do gás efluente proveniente de um Granulador de Leito Fluidizado (ou outra seção de acabamento). A seção de arrefecimento brusco realiza a função de umidificar adiabaticamente ou arrefecer bruscamente a corrente de gás de aproximadamente 100°C até uma temperatura de cerca de 50°C com o uso de uma seção de depurador proveniente do vaso de depurador venturi.22/27 gas upstream of an MMV purification tower and a purification solution is provided in that section for rough cooling and cooling of the effluent gas from a Fluidized Bed Granulator (or other finishing section). The rough cooling section performs the function of humidifying adiabatically or abruptly cooling the gas stream from approximately 100 ° C to a temperature of about 50 ° C using a scrubber section from the venturi scrubber vessel.

[0073] A invenção também pertence a uma planta de ureia que compreende uma seção de acabamento conforme descrito acima. Mais particularmente, a planta de ureia da invenção, conforme ilustrada no exemplo da Figura 1, compreende uma seção de síntese e recuperação (A) ; que está em comunicação fluida com uma seção de evaporação (B) . A seção de evaporação está em comunicação fluida com uma seção de acabamento (C), e tem uma linha de fluxo de gás para uma seção de condensação (E). A seção de acabamento (C) tem uma linha de fluxo de gás para uma seção de depuração de poeira (D). De acordo com a invenção, a seção de depuração de poeira compreende pelo menos um depurador venturi (F), e um sistema de arrefecimento brusco, de preferência um arrefecedor por aspersão (G). O sistema de arrefecimento brusco é instalado entre a seção de acabamento (C) e o depurador venturi (F), e está em comunicação fluida com a linha de fluxo de gás entre a seção de acabamento (C) e a seção de depuração de poeira (D). De preferência, uma pluralidade de depuradores venturi é empregada conforme destacado acima. Será compreendido que qualquer número desejado de venturis está em comunicação fluida (tipicamente por meio de uma linha de fluxo de gás) com o gás saída da seção de acabamento.[0073] The invention also belongs to a urea plant that comprises a finishing section as described above. More particularly, the urea plant of the invention, as illustrated in the example of Figure 1, comprises a synthesis and recovery section (A); which is in fluid communication with an evaporation section (B). The evaporation section is in fluid communication with a finishing section (C), and has a gas flow line for a condensation section (E). The finishing section (C) has a gas flow line for a dust scrubbing section (D). According to the invention, the dust scrubbing section comprises at least one venturi scrubber (F), and an abrupt cooling system, preferably a spray cooler (G). The blast cooling system is installed between the finishing section (C) and the venturi scrubber (F), and is in fluid communication with the gas flow line between the finishing section (C) and the dust scrubbing section (D). Preferably, a plurality of venturi scrubbers is employed as outlined above. It will be understood that any desired number of venturis is in fluid communication (typically via a gas flow line) with the gas leaving the finishing section.

[0074] A invenção é aplicável à construção de novas instalações de ureia (instalações locais) bem como na restauração de instalações de[0074] The invention is applicable to the construction of new urea installations (local installations) as well as the restoration of urea installations

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 28/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 28/40

23/27 ureia existentes.23/27 existing urea.

[0075] Será compreendido que uma nova planta de acordo com a invenção somente pode ser construída em conformidade com o supracitado. Na restauração de instalações existentes, a invenção pertence a um método de modificação de uma planta de ureia existente, de tal forma a assegurar que a planta tenha uma seção de depuração de poeira dotada de pelo menos um depurador, e em que um sistema de arrefecimento brusco é instalado entre a seção de acabamento e o depurador e o depurador é substituído ou modificado para um depurador venturi. Em outra modalidade, além de um ou mais depuradores venturi, um depurador de ácido adicional pode ser usado para aprimorar a remoção de amônia. Esse depurador é, de preferência, colocado a jusante dos um ou mais depuradores venturi.[0075] It will be understood that a new plant according to the invention can only be built in accordance with the above. In the restoration of existing installations, the invention pertains to a method of modifying an existing urea plant, in such a way as to ensure that the plant has a dust scrubbing section provided with at least one scrubber, and in which a cooling system brusque is installed between the finishing section and the debugger and the debugger is replaced or modified for a venturi debugger. In another embodiment, in addition to one or more venturi scrubbers, an additional acid scrubber can be used to improve ammonia removal. This scrubber is preferably placed downstream of one or more venturi scrubbers.

[0076] A invenção não é limitada a qualquer processo de produção de ureia particular.[0076] The invention is not limited to any particular urea production process.

[0077] Um processo frequentemente usado para a preparação de ureia de acordo com um processo de remoção é o processo de remoção de dióxido de carbono como, por exemplo, descrito em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume A27, 1996, páginas 333 a 350. Nesse processo, a seção de síntese seguida por uma ou mais seções de recuperação. A seção de síntese compreende um reator, um removedor, um condensador e um depurador em que a pressão operacional está entre 12 e 18 MPa e de preferência entre 13 e 16 MPa. Na seção de síntese a solução de ureia que deixa o reator de ureia é alimentada a um removedor em que uma grande quantidade de amônia não convertida e dióxido de carbono é separada da solução de ureia aquosa. Esse removedor pode ser um trocador de calor de carcaça e tubo em que a solução de ureia é alimentada à parte de topo no lado de tubo e uma alimentação de dióxido de carbono para a síntese é adicionada à parte de fundo do removedor. No lado de carcaça, vapor[0077] A process frequently used for the preparation of urea according to a removal process is the carbon dioxide removal process as, for example, described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume A27, 1996, pages 333 to 350 In this process, the synthesis section followed by one or more recovery sections. The synthesis section comprises a reactor, a remover, a condenser and a scrubber in which the operating pressure is between 12 and 18 MPa and preferably between 13 and 16 MPa. In the synthesis section the urea solution that leaves the urea reactor is fed to a remover in which a large amount of unconverted ammonia and carbon dioxide is separated from the aqueous urea solution. This remover can be a shell and tube heat exchanger in which the urea solution is fed to the top part on the tube side and a carbon dioxide feed for the synthesis is added to the bottom part of the remover. On the housing side, steam

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 29/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 29/40

24/27 d'água é adicionado para aquecer a solução. A solução de ureia deixa o trocador de calor na parte de fundo, enquanto a fase de vapor deixa o removedor na parte de topo. O vapor que deixa o dito removedor contém amônia, dióxido de carbono e uma pequena quantidade de água. O dito vapor é condensado em um trocador de calor do tipo filme descendente ou um condensador do tipo submerso que pode ser um tipo horizontal ou um tipo vertical. Um trocador de calor submerso do tipo horizontal é descrito em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume A27, 1996, páginas 333 a 350. O calor liberado pela reação de condensação de carbamato exotérmico no dito condensador é geralmente usado para produzir vapor d'água que é usado em uma seção de processamento de ureia a jusante para aquecer e concentrar a solução de ureia. Visto que um determinado tempo de resistência de líquido é criado em um condensador do tipo submerso, uma parte da reação de ureia já acontece no dito condensador. A solução formada, que contém amônia condensada, dióxido de carbono, água e ureia juntos com a amônia não condensada, dióxido de carbono e vapor inerte [e enviada para o reator. No reator a seção supracitada de carbamato para ureia se aproxima do equilíbrio. A razão molar de amônia para dióxido de carbono na solução de ureia que deixa o reator está geralmente 2,5 e 4 mol/mol. Também é possível que o condensador e o reator sejam combinados em uma peça de equipamento. Um exemplo dessa peça de equipamento é descrito em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume A27, 1996, páginas 333 a 350. A solução de ureia formada que deixa o reator de ureia é suprida ao removedor e o vapor inerte que contém amônia não condensada e dióxido de carbono é enviada para uma seção de depuração que opera em uma pressão semelhante ao reator. Naquela seção de depuração a amônia e o dióxido de carbono são depurados do vapor inerte. A solução de carbamato formada a partir do sistema de recuperação de a jusante é24/27 water is added to heat the solution. The urea solution leaves the heat exchanger at the bottom, while the steam phase leaves the remover at the top. The steam that leaves said remover contains ammonia, carbon dioxide and a small amount of water. Said vapor is condensed in a descending film type heat exchanger or a submerged type condenser which can be a horizontal type or a vertical type. A submerged horizontal heat exchanger is described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume A27, 1996, pages 333 to 350. The heat released by the condensation reaction of exothermic carbamate in said condenser is generally used to produce water vapor that it is used in a downstream urea processing section to heat and concentrate the urea solution. Since a given liquid resistance time is created in a submerged type condenser, a part of the urea reaction already takes place in said condenser. The formed solution, which contains condensed ammonia, carbon dioxide, water and urea together with the non-condensed ammonia, carbon dioxide and inert vapor [and sent to the reactor. In the reactor the aforementioned section of carbamate for urea approaches equilibrium. The molar ratio of ammonia to carbon dioxide in the urea solution that leaves the reactor is usually 2.5 and 4 mol / mol. It is also possible that the condenser and the reactor are combined in one piece of equipment. An example of this piece of equipment is described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume A27, 1996, pages 333 to 350. The formed urea solution that leaves the urea reactor is supplied to the remover and the inert vapor that contains non-condensed ammonia carbon dioxide is sent to a purification section that operates at a pressure similar to the reactor. In that purification section, ammonia and carbon dioxide are purified from inert vapor. The carbamate solution formed from the downstream recovery system is

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 30/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 30/40

25/27 usada como absorvente naquela seção de depuração. A solução de ureia que deixa o removedor nessa seção de síntese requer uma concentração de ureia de pelo menos 45 % em peso e de preferência pelo menos 50 % em peso para ser tratada em um único sistema de recuperação a jusante do removedor. A seção de recuperação compreende um aquecedor, um separador de líquido/gás e um condensador. A pressão nessa seção de recuperação está entre 200 a 600 kPa. No aquecedor da seção de recuperação o volume de amônia e dióxido de carbono é separado da ureia e fase de água aquecendose a solução de ureia. Geralmente vapor d'água é usado como agente de aquecimento. A fase de ureia e água, contém uma quantidade pequena de amônia dissolvida e dióxido de carbono que deixa a seção de recuperação e é enviada para uma seção de processamento a jusante em que a solução de ureia é concentrada evaporando-se a água da dita solução.25/27 used as an absorbent in that purification section. The urea solution that leaves the remover in this synthesis section requires a concentration of urea of at least 45% by weight and preferably at least 50% by weight to be treated in a single recovery system downstream of the remover. The recovery section comprises a heater, a liquid / gas separator and a condenser. The pressure in this recovery section is between 200 to 600 kPa. In the heater of the recovery section, the volume of ammonia and carbon dioxide is separated from the urea and the water phase is heated by the urea solution. Water vapor is generally used as a heating agent. The urea and water phase contains a small amount of dissolved ammonia and carbon dioxide that leaves the recovery section and is sent to a downstream processing section in which the urea solution is concentrated by evaporating the water in the solution .

[0078] Outros processos e instalações incluem aquelas que são baseadas na tecnologia como o processo de HEC desenvolvido por Urea Casale, o processo de ACES desenvolvido por Toyo Engineering Corporation e o processo desenvolvido por Snamprogetti. Todos esses processos, e outros, podem ser usados antes do método acabamento de ureia da invenção.[0078] Other processes and facilities include those that are based on technology such as the HEC process developed by Urea Casale, the ACES process developed by Toyo Engineering Corporation and the process developed by Snamprogetti. All of these processes, and others, can be used before the urea finishing method of the invention.

[0079] As técnicas de acabamento de ureia, como perolização e granulação, são conhecidas pelo versado na técnica. Referência é feita, por exemplo, à Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2010, capítulo 4.5. sob ureia.[0079] Urea finishing techniques, such as pearlization and granulation, are known to those skilled in the art. Reference is made, for example, to Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2010, chapter 4.5. under urea.

[0080] A invenção será ilustrada adicionalmente doravante com referência ao Exemplo abaixo. O Exemplo não se destina a limitar a invenção.[0080] The invention will be further illustrated hereinafter with reference to the Example below. The Example is not intended to limit the invention.

EXEMPLO [0081] Esse Exemplo se refere à Figura 2, que mostra um sistemaEXAMPLE [0081] This Example refers to Figure 2, which shows a system

Petição 870190118802, de 18/11/2019, pág. 31/40Petition 870190118802, of 11/18/2019, p. 31/40

26/27 de depuração de poeira exemplificative da presente invenção. Uma corrente de gás efluente carregada com partículas de poeira de ureia entranhadas é gerada por uma seção de acabamento 01. A partir da seção de acabamento 01, a corrente de gás efluente 02 é entregue ao sistema de depuração de poeira através de um duto 03.26/27 exemplary dust purification of the present invention. A stream of effluent gas charged with entrenched urea dust particles is generated by a finishing section 01. From the finishing section 01, the stream of effluent gas 02 is delivered to the dust purification system through a duct 03.

[0082] O sistema de depuração de poeira remove as partículas de ureia da corrente de gás efluente 02 em dois estágios. Em um primeiro estágio de depuração, o assim chamado estágio de arrefecimento brusco, o gás efluente 02 flui através da seção de arrefecimento brusco 04, em que a maior parte das partículas de ureia grande é removida do gás efluente, resultando em um efluente de fluxo de gás efluente depurado como o fluxo 05.[0082] The dust purification system removes urea particles from the effluent gas stream 02 in two stages. In a first stage of purification, the so-called sudden cooling stage, effluent gas 02 flows through the sudden cooling section 04, in which most of the large urea particles are removed from the effluent gas, resulting in a flow effluent of effluent gas purified as flow 05.

[0083] Ademais na seção de arrefecimento brusco 04, o gás efluente 02 é resfriado e umidificado com água. É preferível que o gás no fluxo 05 esteja próximo à saturação de umidade.[0083] In addition to the sudden cooling section 04, the effluent gas 02 is cooled and humidified with water. It is preferable that the gas in flow 05 is close to moisture saturation.

[0084] Para o propósito de resfriamento, saturação e depuração, um fluxo de líquido 06 é introduzido através dos bocais na seção de arrefecimento brusco 04. O fluxo de líquido 06 pode ser um fluxo de água limpa ou uma solução de ureia em água. A solução de ureia formada 07 é descarregada a partir da seção de arrefecimento brusco. Essa solução de ureia 07 pode ser descarregada, mas também pode ser parcialmente reciclada para a corrente 06.[0084] For the purpose of cooling, saturation and purification, a flow of liquid 06 is introduced through the nozzles in the sudden cooling section 04. The flow of liquid 06 can be a flow of clean water or a solution of urea in water. The formed urea solution 07 is discharged from the blast cooling section. This urea solution 07 can be discharged, but it can also be partially recycled to the chain 06.

[0085] O estágio 08 a seguir é opcional para a aplicação em ureia.[0085] Stage 08 below is optional for application in urea.

O estágio 08 compreende um estágio de lavagem em que os vapores condensados e partículas de mícron e submícron com tamanho ampliado para uma parte podem ser removidos da corrente de gás efluente. Para esse propósito um líquido de lavagem 09 é introduzido à parte de topo do estágio de lavagem, durante a percolação através do estágio de lavagem 08, uma certa coleta de partículas acontece. A solução de ureia formada 10 é liberada a partir dessa seção 08. AStage 08 comprises a washing stage in which condensed vapors and micron and submicron particles enlarged to one part can be removed from the effluent gas stream. For this purpose, a washing liquid 09 is introduced to the top part of the washing stage, during percolation through the washing stage 08, a certain collection of particles occurs. The formed urea solution 10 is released from that section 08. The

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27/27 solução de ureia 10 será reciclada parcialmente como líquido de lavagem.27/27 urea solution 10 will be partially recycled as washing liquid.

[0086] A corrente de gás efluente flui para uma seção de MMV 11 (isto é, uma micronévoa venturi). O fluxo de gás efluente através dos venturis 11. Abaixo de cada venturi um bocal de aspersão de líquido asperge em co-corrente gotículas de líquido nos venturis, a assim chamada de aspersão de MMV (12). O líquido para a aspersão de MMV pode ser água limpa ou uma solução de ureia em água.[0086] The effluent gas stream flows into an MMV 11 section (that is, a venturi microgap). The flow of effluent gas through the venturis 11. Below each venturi a liquid spray nozzle sprinkles droplets of liquid in the venturi in co-current, the so-called MMV spray (12). The liquid for spraying MMV can be clean water or a solution of urea in water.

[0087] De forma contracorrente ao fluxo de gás efluente, a assim chamada aspersão de gargalo acontece por meio de bocais dentro do gargalo dos venturis. O líquido de aspersão de gargalo (13) pode ser água ou uma solução de ureia em água.[0087] Countercurrent to the flow of effluent gas, the so-called bottleneck sprinkling takes place through nozzles inside the venturis neck. The neck spray liquid (13) can be water or a solution of urea in water.

[0088] A água de lavagem do estágio de MMV que contém a ureia dissolvida é descarregada como uma corrente de líquido 14. A jusante da seção de MMV, uma seção de eliminação de névoa 15 é instalada para capturar as gotículas e/ou partículas umidificadas. O removedor de névoa é umidificado por fluxo de água de reposição 16. A corrente de gás efluente limpo 17 deixa o depurador de poeira.[0088] The washing water of the MMV stage containing the dissolved urea is discharged as a stream of liquid 14. Downstream of the MMV section, a mist elimination section 15 is installed to capture the humidified droplets and / or particles . The mist remover is humidified by replenishing water flow 16. The clean effluent gas stream 17 leaves the dust scrubber.

Claims

1. Finishing equipment for a urea plant, finishing equipment characterized by the fact that it comprises a urea finishing device comprising an inlet for liquid urea, an inlet for refrigerant gas, a collector for solid urea, an outlet for gaseous effluent and at least one venturi scrubber (11), said venturi scrubber (11) allowing the scrubbing liquid to enter the gaseous effluent at its neck or at the entrance to its converging section, where the said gaseous effluent is in fluid communication with the venturi scrubber (11), and in which a sudden cooling system (06) is installed between the urea finishing device and the venturi scrubber (11).

2. Equipment according to claim 1, characterized by the fact that the urea finishing device is a fluidized bed granulation unit.

Equipment according to claim 1 or 2, characterized by the fact that a plurality of venturi tubes (11) are present in parallel.

Equipment according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it further comprises an acid scrubber for the removal of ammonia, preferably downstream of one or more venturi scrubbers (11).

5. Equipment according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the venturi scrubbers (11) are of the venturi micronovil (MMV) type.

6. Method for removing urea dust from gaseous effluent from a finishing section (01) of a urea production plant using the equipment as defined in claim 1, the method characterized by the fact that it comprises submitting the effluent gas to sudden cooling with water (06) in order to

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2/3 produce cooled gaseous effluent, and subject the cooled gaseous effluent to purification using at least one venturi scrubber (11), with sudden cooling (06) taking place before the gaseous effluent enters the venturi scrubber (11) , and comprises adding a purification liquid to the venturi purifier (11), so that the purifying liquid enters the cooled gaseous effluent.

Method according to claim 6, characterized by the fact that the sudden cooling (06) is conducted by spraying.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises sudden cooling with water (06) reduces the temperature of the gas stream by more than 50 ° C.

Method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the cooled gaseous effluent has a temperature below 45 ° C.

Method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the cooling is conducted with the purpose of reducing the temperature of the gas stream by more than 60 ° C, preferably more than 65 ° C.

11. Urea plant characterized by the fact that it comprises a finishing section (01) comprising an equipment as defined in claim 1, and which further comprises:

a synthesis and recovery section (A), an evaporation section (B) and a condensation section (E);

wherein said synthesis and recovery section (A) is in fluid communication with the evaporation section (B);

wherein said evaporation section (B) has a gas flow line for a condensation section (E);

in which said finishing section (01) has a line of

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3/3 gas flow to a dust scrubbing section (D), and the evaporating section (B) is in fluid communication with the liquid urea inlet of the finishing section urea finishing device (01) of urea.